1. I/o base

2. IRQ

Базовый адрес ввода-вывода (I/O base)

Базовый адрес ввода-вывода

- это"канал", по которому адаптер взаимодействует с другими компонентами компьютера.

Каждое устройство должно использовать уникальный диапазон адресов ввода-вывода.

Номер линии запроса прерывания (IRQ)

Запрос прерывания - это сигнал, передаваемый устройством для того, чтобы привлечь внимание процессора (прервать его текущую деятельность).

Запрос прерывания обычно подается:

- при появлении новых данных

- завершении той или иной операции.

Каждое устройство должно использовать уникальное значение IRQ.

Архитектура сети

Архитектура сети описывает:

физическое расположение сетевых

тип используемых адаптеров

тип используемых кабелей.

Кроме того, сетевая архитектура определяет методы передачи данных по кабелю.

Топология сети

Топология сети описывает схему физического соединения компьютеров.

3 основных типа сетевой топологии:

1. Общая шина

2. Звезда

3. Кольцо

Общая шина

При использовании шинной топологии компьютеры соединяются в одну линию, по концам которой устанавливают терминаторы (заглушки) иначе в кабеле возникают отраженные сигналы.

+ Преимущества шинной топологии заключаются в простоте организации сети

и низкой стоимости.

- Недостатком является низкая устойчивость к повреждениям - при любом обрыве кабеля вся сеть перестает работать, а поиск повреждения весьма затруднителен.

Звезда

При использовании топологии "звезда", каждый компьютер подключается к специальному концентратору (хабу).

+ Преимуществом этой топологии является ее устойчивость к повреждениям кабеля - при обрыве перестает работать только один из узлов сети и поиск повреждения значительно упрощается.

- Недостатком является более высокая стоимость.

Кольцо

Узлы сети образуют виртуальное кольцо (концы кабеля соединены друг с другом). Каждый узел сети соединен с двумя соседними (сети Token Ring).

+ Преимуществом кольцевой топологии является ее высокая надежность (за счет избыточности

- Недостатком является более высокая стоимость за счет расходов на адаптеры, кабели и дополнительные приспособления.

Каждая сеть должна следовать определенным правилам при передачи данных от одного компьютера к другому.

Способ доступа узла к передающей среде (кабелю) и способ передачи информации от одного узла к другому определяется сетевым протоколом.

Сетевой протокол – это правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты.

Сетевой интерфейс – это правила, по которым модули, реализующие протоколы соседних уровней и находящихся в одном узле, взаимодействуют друг с другом.

Стек коммуникационных протоколов –

это иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия в сети.

Реализация коммуникационных протоколов:

- аппаратная(протоколы нижний уровень)

- аппаратно-программная(средний уровень)

- программная(протоколы верхний уровень)

Модель OSI

Open System Interconnection(OSI) –

Модель взаимодействия открытых систем.

Определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень.

Средства взаимодействия делятся на семь уровней. Каждый уровень имеет дело с одним определенным аспектом взаимодействия сетевых устройств.

Преимущества многоуровневой системы

Более простое изучение протоколов

Стандартизация интерфейсов

Возможность использования различных продуктов для одного уровня

Для каждого уровня определены заголовки и системная информация



Прикладной уровень

- это набор разнообразных сетевых сервисов, предоставляемых конечным пользователям и приложениям. Примерами таких сервисов являются, например, электронная почта, передача файлов, подключение удаленных терминалов к компьютеру по сети.

Единица данных на данном уровне – Сообщение

Уровень представления

Уровень представления имеет дело с формой представления данных, не меняя содержание.

На этом уровне могут выполняться различные виды преобразования данных, такие как компрессия и декомпрессия, шифровка и дешифровка данных.

Сеансовый уровень

Предоставляет средства управления диалогом, позволяющие фиксировать, Каким образом начинать, поддерживать, завершать сеансы работы(сессии), а также предоставляет средства синхронизации в рамках процедуры обмена сообщениями.

Физический уровень

Выполняет передачу битов по физическим каналам, таким, как коаксиальный кабель, витая пара или оптоволоконный кабель.

На этом уровне определяются характеристики физических сред передачи данных и параметров электрических сигналов.

Канальный уровень

Обеспечивает передачу кадра данных между любыми узлами в сетях с типовой топологией либо между двумя соседними узлами в сетях с произвольной топологией.

В протоколах канального уровня заложена определенная структура связей между компьютерами и способы их адресации. Адреса, используемые на канальном уровне в локальных сетях, часто называют МАС-адресами.

Сетевой уровень

Обеспечивает доставку данных между любыми двумя узлами в сети с произвольной топологией, при этом он не берет на себя никаких обязательств по надежности передачи данных.

Транспортный уровень

Обеспечивает передачу данных между любыми узлами сети с требуемым уровнем надежности.

Типы кабельных систем

Кабель и кабельный сегмент

Кабель

- отрезок провода, соединяющего два узла сети

Кабельный сегмент

- комплект кабелей от одного конца сети до другого (между терминаторами).



Кабель на основе скрученных пар (витая пара, TP)

Содержит две или более пары проводов, скрученных один с другим по всей длине кабеля.

Скручивание позволяет повысить помехоустойчивость кабеля и снизить влияние каждой пары на все остальные.

- экранированная витая пара

- неэкранированная витая пара

Коаксиальный кабель

Состоит из центрального проводника (сплошного или многожильного), покрытого слоем полимерного изолятора, поверх которого расположен другой проводник (экран).

+ обеспечивает более высокую помехоустойчивость

- по сравнению с витой парой, но он дороже.

Волоконно-оптический кабель

Состоит из центрального проводника света – стеклянного волокна, покрытого защитной оболочкой.

Оболочка как правило состоит из нескольких слоев для обеспечения лучшей защиты волокон.

Сервера и рабочие станции

Сеть - это набор компьютеров, осуществляющих обмен данными между собой с определенными целями.

Независимо от используемых на каждом компьютере приложений все машины сети делятся на два класса

- сервера и рабочие станции.

Сервер - компьютер, предоставляющий свои ресурсы (например, диски) другим компьютерам сети. Серверы предоставляют свои ресурсы рабочим станциям.

Рабочая станция (клиент) использует ресурсы сервера. Рабочие станции имеют доступ к сетевым ресурсам, но своих ресурсов в общее пользование не предоставляют.

Сети с архитектурой «клиент-сервер»

Сети с архитектурой клиент-сервер используют центральный сервер для обслуживания запросов клиентов

Выделенный сервер используется для установки всех разделяемых ресурсов.

Требования к выделенному серверу для

обеспечение высокой производительности:

установка на сервере большого количества оперативной памяти,

диска большого размера

использования в сервере производительного процессора.

+ Сетевое администрирование проще за счет незначительного числа серверов в сети и их узкой специализации.

+ Ускоренный доступ пользователей к централизованным ресурсам сети.

- При нарушении работы сервера сеть становится практически неработоспособной.

Одноранговые сети

Одноранговые сети позволяют любой рабочей станции функционировать одновременно в качестве сервера, если этого требуют задачи.

Сетевые приложения могут быть распределены по многочисленным серверам для повышения производительности сети и снижения расходов.

+ Гибкое разделение ресурсов любого узла сети.

+ Администрирование одноранговой сети может быть сложнее за счет большего числа серверов и более развитых возможностей каждого сервера.

- Невыделенные серверы медленнее специализированных.

Стек протоколов TCP/IP

Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP)

- это промышленный стандарт стека протоколов, разработанный для глобальных сетей.

Был разработан до появления модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI, также имеет многоуровневую структуру.

Протокол IP

Протокол IP хорошо работает в сетях со сложной топологией, рационально используя наличие в них подсистем и экономно расходуя пропускную способность низкоскоростных линий связи.

Протокол IP - дейтаграммный протокол, то есть он не гарантирует доставку пакетов до узла назначения.

Протокол TCP

Протокол управления передачей

TCP (Transmission Control Protocol)

Протокол TCP обеспечивает надежную передачу сообщений между удаленными прикладными процессами за счет образования виртуальных соединений. структуру.

Протокол UDP

Протокол дейтаграмм пользователя UDP (User Datagram Protocol)

Протокол UDP обеспечивает передачу прикладных пакетов дейтаграммным способом, как и IP,

Выполняет только функции связующего звена между сетевым протоколом и многочисленными прикладными процессами.

Адресация в сети

Каждый компьютер в Internet имеет в этой схеме уникальный адрес.

Для определения, в каком месте находится компьютер с данным конкретным адресом, локальные сети используют свои собственные протоколы.

Сетевой протокол – это правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты.

Адресация в сети

Типы адресов:

сетевой (IP-адрес)

физический (MAC-адрес),

символьный (DNS-имя)

Классы сетей и количество хостов

Типы IP-адресов: A, B, C, D, E делят адрес на поля номера сети и номера узла, от типа такого деления зависит количество возможных различных сетей и машин в таких сетях.

Физический адрес (MAC-адрес)

- это адрес сетевого адаптера или порта маршрутизатора.

Пример: 11-А0-17-3D-BC-01.

Назначается производителями оборудования и является уникальным адресом, так как управляется централизовано.

Физический адрес (MAC-адрес)

Для всех существующих технологий локальных сетей

МАС-адрес имеет формат 6 байтов:

старшие 3 байта - идентификатор фирмы производителя,

младшие 3 байта назначаются уникальным образом самим производителем.

Символьные адреса (DNS)

DNS (Domain Name System) - это распределенная база данных, поддерживающая систему имен для идентификации узлов в сети Internet.

Служба DNS предназначена для автоматического поиска IP-адреса по известному символьному имени узла.

Основана на иерархической структуре

База данных DNS

База данных DNS имеет структуру дерева, называемого доменным пространством имен, в котором каждый домен (узел дерева) имеет имя и может содержать поддомены.

Имя домена идентифицирует его положение в этой базе данных по отношению к родительскому домену, причем точки в имени отделяют части, соответствующие узлам домена.

Протокол DNS

Служебный протокол прикладного уровня.

Определены DNS-серверы и DNS-клиенты.

DNS-серверы хранят часть распределенной базы данных о соответствии символьных имен и IP-адресов. Эта база данных распределена по административным доменам сети Internet.

DNS-клиенты знают IP-адрес сервера DNS своего административного домена и по протоколу IP передают запрос, в котором сообщают известное символьное имя и просят вернуть соответствующий ему IP-адрес.

Основные виды доменов

Протокол DHCP

Основным назначением DHCP является динамическое назначение IP-адресов.

DHCP может поддерживать другие способы:

-Ручное назначение адресов.

-Автоматическое статическое назначение адресов.

-Динамическое назначение адресов

В ручной процедуре назначения адресов администратор, предоставляет DHCP-серверу информацию о соответствии IP-адресов физическим адресам или другим идентификаторам клиентов.

Эти адреса сообщаются клиентам в ответ на их запросы к DHCP-серверу.

DHCP-сервер присваивает IP-адрес из пула наличных IP-адресов без вмешательства оператора.

Границы пула назначаемых адресов задает администратор при конфигурировании DHCP-сервера.

При всех последующих запросах сервер возвращает тот же самый IP-адрес.

DHCP-сервер выдает адрес клиенту на ограниченное время, что дает возможность впоследствии повторно использовать IP-адреса другими компьютерами.

Динамическое разделение адресов позволяет строить IP-сеть, количество узлов в которой намного превышает количество имеющихся в распоряжении администратора IP-адресов.